本文旨在给所有希望了解JVM(Java Virtual Machine)的同学一个概念性的入门,主要介绍了JVM的组成部分以及它们内部工作的机制和原理。当然本文只是一个简单的入门,不会涉及过多繁杂的参数和配置,感兴趣的同学可以做更深入的研究,在研究JVM的过程中会发现,其实JVM本身就是一个计算机体系结构,很多原理和我们平时的硬件、微机原理、操作系统都有十分相似的地方,所以学习JVM本身也是加深自我对计算机结构认识的一个很好的途径。

另外需要注意的是,虽然平时我们用的大多是Sun(现已被Oracle收购)JDK提供的JVM,但是JVM本身是一个规范,所以可以有多种实现,除了Hotspot外,还有诸如Oracle的JRockit、IBM的J9也都是非常有名的JVM。

一、JVM结构

二、类加载器子系统(Class Loader)

b.链接

c.初始化

三、Java栈(Java Stack)

2、操作数栈

3、帧数据区

局部变量区和操作数栈的大小依照具体方法在编译时就已经确定。调用方法时会从方法区中找到对应类的类型信息,从中得到具体方法的局部变量区和操作数栈的大小,依此分配栈帧内存,压入Java栈。

四、本地方法栈(Native Method Stack)

五、方法区(Method Area)

可见类的所有信息都存储在方法区中。由于方法区是所有线程共享的,所以必须保证线程安全,举例来说,如果两个类同时要加载一个尚未被加载的类,那么一个类会请求它的ClassLoader去加载需要的类,另一个类只能等待而不会重复加载。

此外为了加快调用方法的速度,通常还会为每个非抽象类创建私有的方法表,方法表是一个数组,存放了实例可能被调用的实例方法的直接引用。方法表对于多态有非常重要的意义,具体可以参照《浅谈多态机制的意义及实现》一文中“多态的实现”一节。

在Sun JDK中,方法区对应了持久代(Permanent Generation),默认最小值为16MB,最大值为64MB。

六、堆(Heap)

2、旧生代(Old Generation/Tenuring Generation)

七、执行引擎

2、编译执行

3、自适应优化执行

Sun JDK在编译上采用了两种模式:Client和Server模式。前者较为轻量级,占用内存较少。后者的优化程序更高,占用内存更多。

在Server模式中会进行对象的逃逸分析,即方法中的对象是否会在方法外使用,如果被其它方法使用了,则该对象是逃逸的。对于非逃逸对象,JVM会在栈上直接分配对象(所以对象不一定是在堆上分配的),线程获取对象会更加快速,同时当方法返回时,由于栈帧被抛弃,也有利于对象的垃圾收集。Server模式还会通过分析去除一些不必要的同步,感兴趣的同学可以研究一下Sun JDK 6引入的Biased Locking机制。

此外,执行引擎也必须保证线程安全性,因而JMM(Java Memory Model)也是由执行引擎确保的。

这个文章的内容在书看到过,在网上转过来方便以后查阅。

04-10 10:43
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